本發明涉及濺鍍裝置領域。更具體地，本發明涉及在用于涂覆大面積表面的濺鍍系統中使用的濺鍍裝置，所述大面積表面包含大面積基底或在一起形成大面積表面的較小基底的陣列。

背景技術：

當濺鍍2維表面時，例如用于制造顯示器(例如TFT顯示器)或電子裝置時，通常沉積多個鍍層，多個鍍層中的至少一些鍍層包括不同的材料。

為此，在現有技術的解決方案中，基底從一個濺鍍室(第一材料的一個或多個鍍層在該濺鍍室中被沉積到基底上)物理地移動到另一濺鍍室(一種不同材料的一個或多個鍍層在該另一濺鍍室中被濺鍍到同一基底上)。

在一個濺鍍室內，基底在濺鍍期間通常被保持為大體靜態，盡管這不是必須的。大體靜態的配置具有的優點是，較少的污染或有害顆粒被引入到涂層中，但是該大體靜態的配置需要多個靶或大的單個靶，為此，保持這些多個靶或大的單個靶的濺鍍裝置的二維尺寸類似于或大于基底的二維尺寸。濺鍍涂層中的污染或有害顆粒會產生缺陷于濺鍍涂層的結構中，因此應當避免。眾所周知，在濺鍍的同時移動基底增加了基底中的污染顆粒的濃度。通常，污染顆粒的尺寸在10和30μm之間。

在用于濺鍍大面積表面的集群式涂布機中發生的問題在于所獲涂層的均勻性。通常，在基底區域上的涂層的厚度的分散度為涂層厚度的約10％或甚至更多。

鑒于上述要求，在用于濺鍍大面積表面的濺鍍系統中仍有改進的空間。

技術實現要素：

本發明的實施例的目的是提供良好的濺鍍系統，特別是用于濺鍍大面積表面的良好的濺鍍系統。大面積表面可以是單個大面積基底，或者其可以包括較小基底的陣列，所述較小基底在一起形成大面積表面且其被設置為在一起被涂覆。較小基底的陣列可能例如在以下情況下是有用的：基底一旦被涂覆將不再適于被切割成更小的基底，而這種更小的基底是最終產品所需要的。大面積表面，以及因此大面積基底，可以被限定為至少300mm×400mm，例如1100mm×1300mm，1500mm×1800mm，以及目前達到2900mm×3200mm。

上述目的通過根據本發明的實施例的方法和裝置來實現。

在第一方面，本發明提供了一種用于在真空室中將鍍層沉積在基底上的濺鍍裝置，鍍層具有沿長度方向的長度和沿寬度方向的寬度，長度方向和寬度方向不平行。長度方向和寬度方向可以彼此正交。對于在濺鍍過程期間在濺鍍室內移動的基底，長度方向通常可以是轉移方向。對于在濺鍍過程期間大體上不在濺鍍室內移動的靜態基底，長度方向是靶沿其移動以便用靶材大體上涂覆整個基底表面的方向。最終沉積的鍍層在基底的任何點處具有鍍層性質，例如但不限于厚度。濺鍍裝置包括：

-至少一個端塊，每個端塊適于保持圓柱形靶，該靶具有在第一方向上的縱向軸線。圓柱形靶旨在用于在平均噴射方向上實現空間粒子噴射分布。縱向軸線可以大體上覆蓋基底的寬度。

-第一驅動器件，其用于提供至少一個圓柱形靶圍繞其縱向軸線的旋轉運動，

-第二驅動器件，其用于在第二方向上向至少一個端塊施加平移運動，從而在沿著第二方向的運動軌跡的至少相當大的部分期間保持該靶的軸線平行。第一和第二驅動器件適于在濺鍍期間在真空室中同時操作。

借助于第二驅動器件的運動可以被驅動成使得在靶和基底之間的相對運動下沿著由靶的濺鍍位置在基底上的投影所限定的基底上的曲線沉積在基底上的鍍層的鍍層性質偏差小于預定的鍍層性質偏差容限。在本發明的特定實施例(其中靶在沿著基底的長度方向的第二方向上移動，或者基底本身沿著長度方向移動)中，上述曲線對應于第二方向在基底上的垂直投影。在這種情況下，沿著該投影的長度方向的很大一部分的鍍層性質偏差小于預定的鍍層性質偏差容限。“在長度方向上的很大一部分”是指長度方向的至少80％，例如長度方向的至少90％，例如長度方向的至少95％，甚或整個長度方向。鍍層性質偏差容限確定濺鍍層的均勻度。

通過第二驅動器件，至少一個端塊沿著可以采取任何3D(三維)形狀的運動軌跡移動。由第二驅動器件驅動的至少一個端塊的這種3D運動能力提供了實際解決方案，以便用較小尺寸的靶涂覆較大寬度的基底，例如通過具有沿著基底長度的幾個道次(靶位于基底寬度的幾個位置處)來實現。在這樣的實施例中，由第二驅動器件驅動的至少一個端塊的運動可以例如是在基底的寬度方向上重復一系列運動，以便使靶位于基底的特定寬度位置，隨后沿著第二方向(例如沿著基底的長度方向，或橫向于基底或橫向于基底運動方向)運動。

在特定實施例中，運動軌跡優選地在一平面中，盡管本發明不限于此。在實際實施例中，最可能的是，運動軌跡將位于水平平面中，盡管本發明不限于此。長度方向可以被限定為沿著基底的一個維度的方向，其由與包含由第二驅動器件施加的運動的一部分(由該運動限定)的運動平面相平行的相交平面的相交限定。在特定實施例中，由第二驅動器件施加的運動軌跡可以具有沿著第一方向的分量，例如可以在第一方向上。

在典型的實施例中，靶可以豎直地直立放置，并且基底也可以豎直地直立放置。在本發明的實施例中，基底的寬度方向于是可以對應于豎直方向。在這樣的實施例中，如果第二驅動器件在水平平面中向至少一個端塊施加運動，則基底的長度方向是在基底上的水平線，所述水平線由基底與水平相交平面的相交限定，所述水平相交平面平行于由第二驅動器件施加的至少一個端塊的運動限定的運動平面。在替代實施例中，仍然在基底豎直直立的情況下，靶可以被置于水平位置，并且第二驅動器件可以在豎直平面中向至少一個端塊施加運動。在這種情況下，基底的寬度方向對應于水平方向，而基底的長度方向對應于豎直方向。

在替代實施例中，靶可以被放置在偏離豎直直立或水平位置的角度下。即使在這樣的位置中，運動軌跡可以例如分別位于例如水平或豎直平面中，并且長度方向可以分別沿著在基底上的水平或豎直線限定。

第二方向可以但不必須被定向為垂直于第一方向。第一方向可以是但不必須是豎直的。

本發明的實施例的優點是提供了用于在大面積表面例如大面積基底或較小基底陣列上濺鍍均勻涂層的有效方法和系統。均勻涂層是指具有均勻分布的鍍層性質(例如厚度或者光學或電學特性)的涂層。因此，所施加的涂層具有在基底上沿著長度方向上的很大一部分偏離小于預定鍍層性質偏差容限的鍍層性質。鍍層性質偏差容限確定濺鍍層的均勻度，并且鍍層性質偏差容限可以例如小于10％，小于5％，小于2％，甚至小于1％。合適的鍍層性質偏差容限取決于所考慮的鍍層性質的類型；特定的鍍層性質允許與其他的相比更大的偏差，而不會對所施加的涂層的質量有害。

本發明的實施例的優點是提供了這樣的系統和方法，其允許將大面積表面濺鍍成具有均勻分布的鍍層性質(例如厚度、光學或電學特性、電阻或透射率)，以及最小量的污染或有害顆粒。本發明的實施例的優點在于，這種鍍層性質在整個基底的一個維度上的均勻分布可這樣受控：通過控制第二驅動器件并且不受第一驅動器件的顯著影響。

在本發明的特定實施例中，例如在基底被固定的情況下，在第二方向上的運動允許沿著基底移動靶，例如(但不限于此)平行于基底移動靶。本發明的實施例的優點是，空間粒子噴射分布的方向得到保持，同時其位置可以在至少一個維度上改變。這使得在靶與基底之間相對運動的情況下沿著由靶的濺鍍位置在基底上的投影所限定的基底上的曲線均勻地濺鍍靶材。在特定實施例中，這使得在與第二方向在基底上的垂直投影相對應的方向(也稱為第四方向)上將靶材均勻地濺鍍在基底上。通過沿著基底在第二方向上移動靶，靶材在第四方向上聚集在基底平面上。在本發明的替代實施例中，例如在基底在濺鍍室內移動的情況下，靶在第二方向上的運動允許橫向于基底運動來移動靶。在特定實施例中，這允許使基底與靶之間的距離保持固定，使得濺鍍材料可以在基底的長度方向上均勻地沉積在基底上。

本發明的實施例的優點是第一驅動器件大體上不改變來自靶的空間粒子噴射分布(既不在位置上也不在方向上)，因此不影響在基底上的濺鍍層的例如長度方向(例如第四方向)上的鍍層性質的分布的均勻性。第一驅動器件提供靶圍繞其軸線的旋轉運動，但沒有磁系統的運動也沒有等離子體的運動。因此，第一驅動器件的旋轉運動對產生等離子體的電磁場沒有影響，因此不存在第一驅動器件的旋轉運動對濺鍍分布的影響。在本發明的實施例中，可以通過利用第一驅動器件旋轉靶來增加靶利用率。因此，有利的是，第一驅動器件不影響沿著基底的長度方向(例如，第四方向)的鍍層性質的分布的均勻性。作為示例，當用根據本發明的實施例的濺鍍裝置進行濺鍍時，涂層在基底區域上的厚度的分散度可以小于涂層厚度的10％，優選地小于5％，更優選地小于3％。涂層厚度的變化導致偽缺陷，例如電阻率的變化。因此，如果可以實現具有均勻厚度的涂層，則是有利的。在本發明的實施例中，污染或有害顆粒(例如微米范圍內的顆粒)的濃度小于基底在其中被移動的系統中的濃度。某種尺寸的顆粒是否影響涂層的質量取決于應用(例如用于TFT背板)。

本發明的實施例的優點是無須移動基底。移動基底可能是在基底上沉積的涂層中出現污染或有害顆粒的主要原因。無須為了在整個基底上獲得均勻的涂層而平移或旋轉該基底。然而，根據本發明的實施例，不排除使基底移動。

本發明的實施例的優點是可以使用圓柱形靶，也稱為管狀或可旋轉靶。這樣的靶是有利的，歸因于它們與平面靶相比的效率。沒有磁體運動的典型平面靶的材料利用率在20％至35％之間。具有動磁體的平面磁控管可以在任意地方實現處于40％與55％之間的材料利用率。然而，在這種具體情況下，在這種平面磁控管系統中磁體運動的效果可以對應于本發明的第一驅動器件的效果。在平面磁控管系統中的磁體運動的情況下，第二方向上的運動的效果將被磁體的運動擾動，并且第二驅動器件無法單獨控制鍍層在第二方向上的均勻性。這不同于本發明，其中借助于第一驅動器件的靶的運動不影響鍍層在基底的長度方向上的均勻性。

圓柱形磁控管(其由于第一驅動器件的致動而施加圍繞其縱向軸線的旋轉運動)通常具有大于70％的靶材利用率，且最高可達90％。可旋轉靶的其他優點是：

-在靶的壽命期間沒有材料角通量的變化(因為沒有凹槽形成)，因此靶可以在需要通過更換來維護之前使用更長時間；

-更有效的冷卻和讓每個靶區域僅在受限的時間內呆在熱等離子體區域中，這可以允許實現更高的功率水平，從而實現更快的沉積，針對給定的涂布機投資給予更大的產量；

-由于材料的周向可用性，在靶寬的類似維度上具有更大的材料存量；

-在反應過程中更穩定，因為在靶上沒有再沉積；

-在AC(交流)濺鍍中作為陽極更有效。

本發明的實施例(特別是例如具有固定基底的實施例)的優點是，端塊可以在第二方向(如果該第二方向大體上在基底的長度方向上)上移動的距離乃是在200mm和6000mm之間，優選地在500mm和3000mm之間。單個磁控管的典型寬度約為200mm。最大玻璃長度標準是6000mm。因此，在大體上沿著基底的長度方向的第二方向上的移動(移動達到大于6000mm)允許移動靶越過和超過最大標準玻璃長度。如果圓柱形靶可在大體上沿著基底的長度方向的第二方向上移動500mm的距離，則可穿過Gen 3玻璃基底。如果圓柱形靶可在大體上沿著基底的長度方向的第二方向上移動3000mm的距離，則可穿過Gen 8玻璃基底。本發明的實施例的優點是，端塊在大體上沿著基底的長度方向的第二方向上的運動不必要是線性運動。在本發明的實施例中，在具有固定基底的情況下，如果第二方向是彎曲的，則可以是有利的。在一些實施例中，第二方向的彎曲可以與彎曲基底的彎曲平行。在這些實施例中，當沿著第二方向移動靶時，靶與基底之間的距離總是相同的。然而，也在具有平坦基底的情況下，如果至少一個端塊的運動是彎曲的或包括彎曲部分，則可能有時是有利的。替代地，第二方向不必須沿著基底的長度方向，而是例如也可以沿著基底的寬度方向。在特定實施例中，沿第二方向的運動可以是沿著基底的長度和沿著基底的寬度方向的運動的組合。

本發明的實施例(特別是例如具有動基底的實施例)的優點是，端塊可在第二方向上移動的距離足以克服任何基底形狀的深度變化，使得基底和靶之間的距離可以保持恒定，以便更容易地允許在基底上沉積沿著長度方向具有均勻鍍層性質的鍍層。本發明的實施例(特別是如果靶太小而不能覆蓋整個基底寬度)的優點是，端塊可在第二方向上移動的距離足以以不同的道次覆蓋整個基底寬度。

在本發明的實施例中，第二驅動器件可以給處于沿著第二方向的運動中的圓柱形靶施加恒定速度。在替代實施例中，圓柱形靶在第二方向上的速度無須是恒定的。由第二驅動器件施加的可變速度可以是影響長度方向上的均勻性的令人感興趣的方式。由第二驅動器件施加的運動的速度可以是可變的，視待濺鍍的基底的形狀和彎曲和/或基底與靶之間的距離而定。

在根據本發明的實施例(特別是具有固定基底的實施例)的濺鍍裝置中，第二驅動器件可適于在第二方向上對至少一個端塊施加端塊寬度兩倍以上的移動。第二驅動器件可以適于沿第二方向向至少一個端塊施加基底的大體整個長度的移動。

在本發明的實施例中，“沿著第二方向的運動軌跡的相當大一部分”可以被限定為運動軌跡的至少50％，例如至少70％，至少80％，至少90％。在具有固定基底的實施例中，這可以對應于待涂覆表面的長度方向(例如，第四方向)上的尺寸的至少50％，例如至少70％，至少80％，至少90％。

在根據本發明的特定實施例的濺鍍裝置中，第二驅動器件可適于在第二方向上向至少一個端塊施加運動，使得靶的軸線在沿所述第二方向的100％全運動上保持平行于其原始位置。在替代實施例中，第二驅動器件可以適于在第二方向上向至少一個端塊施加運動，使得當端塊在基底的前面時靶的軸線在第二方向上的運動期間保持平行，但是當端塊處于基底旁邊的位置時不必如此。因此，沿著第二方向的運動軌跡的至少相當大的部分保持平行的靶的軸線的方向不是必須要平行于靶的軸線的原始位置，也不是必須要平行于其終端位置，但是可以如此。

在根據本發明的實施例的濺鍍裝置中，第一驅動器件可以在真空條件下操作，或者第一驅動器件可以設置在密封箱內，密封箱可以通過第二驅動器件與所述至少一個端塊一起移動。

本發明的實施例的優點在于，第一驅動器件可以在真空條件下操作，因此可以與所述至少一個端塊一起在真空室內移動，同時向安裝到一個或多個端塊的圓柱形靶提供旋轉運動。

本發明的其它實施例的優點是不需要可在真空中工作的昂貴驅動器件。該優點通過將第一驅動器件設置在密封箱中來實現。

本發明的實施例的優點在于，關于濺鍍涂層的均勻性，借助于第一驅動器件的靶的旋轉運動不干擾靶在第二方向上的運動。在本發明的實施例中，第一驅動器件被配置為大體上不改變來自靶的空間粒子噴射分布，而第二驅動器件被配置為保持空間粒子噴射分布的方向。

根據本發明的實施例的濺鍍裝置可以包括至少一個圓柱形靶，其中，至少一個圓柱形靶安裝在至少一個端塊上，該端塊包括用于在端塊和圓柱形靶之間密封的密封件。本發明的實施例的優點在于，圓柱形靶可以通過第一驅動器件旋轉，同時在濺鍍室中保持真空。

根據本發明的實施例的濺鍍裝置還可以包括具有壁的濺鍍室，并且在濺鍍室中可以設置大體上靜態定位的基底，其中，第一方向大體上與基底平行，例如與基底平行。濺鍍裝置可包括用于在濺鍍室壁和用于在第二方向上移動端塊的裝置之間進行密封的第二密封件，由此，用于移動端塊的裝置可適于由第二驅動器件驅動。本發明的實施例的優點是，第二密封件允許在第二方向上移動端塊，同時在濺鍍室中保持真空。根據本發明的替代實施例的濺鍍裝置可以包括具有壁的濺鍍室，并且在濺鍍室內基底可被移動，其中，第一方向與基底的寬度方向大體上平行(例如平行)。

根據本發明的實施例的濺鍍裝置還可以包括多個端塊，至少第一端塊適于保持至少一個第一圓柱形靶和第二端塊適于保持至少一個第二圓柱形靶。

本發明的實施例的優點是包括兩種或更多種不同材料的涂層可以濺鍍在一個或多個基底上。本發明的實施例的優點在于，可以在一個工藝步驟中鍍覆多種材料，即不必破壞真空室中的真空。例如，在本發明的特定實施例中，無須將一個或多個基底從一個濺鍍裝置移動到另一個濺鍍裝置，如在集群式涂布機中的情況那樣。然而，本發明的實施例不排除使用集群式涂布機來將不同鍍層施加在堆積層中。此外，許多應用具有這樣的堆積涂層，其由多個鍍層(多于兩個)組成，但包含在堆積涂層中將重復至少一次的某種材料。典型的抗反射堆積涂層由四層或更多層組成，其中，兩種材料以不同的厚度在堆積層中重復。

根據本發明的實施例的濺鍍裝置可以包括用于驅動可以放置在圓柱形靶中的縱向磁體配置的第三驅動器件。在本發明的實施例中，第三驅動器件允許限定沿著與第一方向在基底上的垂直投影相對應的基底表面上的方向濺鍍在基底上的鍍層的均勻性。

當放置在圓柱形靶中時，縱向磁體配置被定向在第一方向上。縱向磁體配置可以包括沿著該磁體配置的長度的多個磁體結構，由此，磁體結構可以借助于第三驅動器件平移運動，以便使它們更靠近或遠離靶表面。這種平移運動可以沿著該磁體配置的長度施加到多個磁體結構中的一個或多個磁體結構上。磁體結構的平移運動可以沿著第一方向僅施加在一個或多個有限部分上，也可施加在較大部分上，甚至可沿著整個磁體配置來施加。沿著第一方向，不同的磁體結構可以單獨地移動，或者多個磁體結構可以一起移動。不同的平移運動可以沿著第一方向在所述磁體配置的各個部分上平行地施加到不同的磁體結構上。這樣，可以局部改變該磁性配置，使得沿著第一方向在靶上的一定區域上的空間粒子噴射分布可以被改變，例如在幅度上改變。第三驅動器件可以改變局部通量強度，但是它也可以以任何其它方式局部地改變角分布。本發明的實施例的優點在于，可以通過使用第三驅動器件而移動各個磁體結構來改變沿著第一方向在基底上的垂直投影的方向的基底的均勻性。

本發明的實施例的優點是，除了磁體結構的平移運動之外，由第四驅動器件施加的磁體結構的旋轉運動也是可能的。這允許圍繞靶的縱向軸線旋轉磁體結構。第四驅動器件總體上提供對磁性的改變，使得空間粒子噴射分布的方向可以改變，例如，沿著平行于第一方向的軸線旋轉地實現。磁體結構的旋轉改變了等離子體的取向，因此改變了靶的濺鍍行為。旋轉運動可以沿著磁體配置的長度施加到多個磁體結構中的一個或多個磁體結構上。磁體結構的旋轉運動可以僅沿著第一方向施加在一個或多個有限部分上，或者施加在較大部分上，甚至可以沿著整個磁體配置來施加。沿著第一方向，不同的磁體結構可以單獨地旋轉，或者多個磁體結構可以一起旋轉。不同的旋轉運動可以沿著第一方向在磁體配置的各個部分上平行地施加到不同的磁體結構上。此外，平移和旋轉運動的組合可以單獨地或組合地施加到磁體結構上。

磁體結構的平移運動和磁體結構的旋轉運動都可以施加在相同的磁棒上，也可以僅施加平移運動和旋轉運動中的一種運動。

本發明的實施例的優點是，當在基底上濺鍍時，可以改變等離子體取向和/或強度。這可以通過在濺鍍期間沿著磁體配置改變磁體結構的位置來完成。

本發明的實施例的優點是在第四方向上基底上的濺鍍涂層的鍍層性質(例如，厚度)的均勻性可以使用第三和/或第四驅動器件來修改，只要這是與由第二驅動器件產生的運動組合并同步地進行的即可。在任何情況下，根據本發明的實施例，由第一驅動器件施加到至少一個靶的運動不影響在長度方向上的鍍層性質(例如，厚度)的均勻性。

根據本發明的實施例的濺鍍裝置可以包括適于保持一個或多個端塊的陰極組件，每個端塊適于以陣列配置(例如旋轉木馬式配置)安裝圓柱形靶。一個或多個特定的圓柱形靶可朝著基底定向，并且可被選擇用于在濺鍍期間被供電。

本發明的實施例的優點在于，多種不同的材料可以在一個工藝步驟中濺鍍在基底上(即，不需要打開濺鍍室并釋放真空以便能夠更換靶材)。此外，復雜的堆積涂層可以相當均勻地沉積在相對大的2D(二維)表面上，而無須移動該表面。

根據本發明的實施例的濺鍍裝置可以包括控制器，該控制器適于控制：

-所述至少一個端塊在第二方向上的速度，和/或

-施加到所述至少一個圓柱形靶的功率，和/或

-所述至少一個圓柱形靶的旋轉速度，和/或

-磁棒在所述至少一個圓柱形靶內的位置，和/或

-靠近所述至少一個圓柱形靶和/或基底的各種氣體種類的氣流和/或分壓分布。

有利的是，可以從集中控制器控制用于控制涂層或堆積層的特定性質(例如厚度)的均勻性的控制參數。

本發明的實施例的優點在于，第一圓柱形靶的運動可以通過單個控制器與第二圓柱形靶的運動同步。

在根據本發明的特定實施例的濺鍍裝置中，由第二驅動器件施加的至少一個端塊在第二方向上的運動可以是線性運動。

在根據本發明的特定實施例的濺鍍裝置中，至少一個端塊沿著第二方向的速度可以是恒定的。

在第二方面，本發明提供了一種在真空室中對基底進行濺鍍的方法。基底具有在長度方向上的長度和在寬度方向上的寬度。基底可以大體上靜態地定位，基底也可以在濺鍍期間移動。該方法包括使圓柱形靶圍繞其沿第一方向定向的縱向軸線旋轉同時沿第二方向移動圓柱形靶的步驟。在第二方向上的移動使得沿著基底上的曲線沉積在基底上的鍍層的鍍層性質偏差小于預定的鍍層性質偏差容限，所述基底上的曲線在靶和基底之間相對運動的情況下由靶的濺鍍位置在基底上的投影所限定的。第二方向可以但不必須垂直于第一方向。第二方向可以但不必須沿著基底的長度方向。在第二方向上的運動可以使得靶和基底之間的距離在濺鍍期間大體上恒定。在第二方向上的運動限定了在基底的表面上沿著第四方向濺鍍在基底上的鍍層的均勻性，借助于第一驅動器件的運動不影響在第二驅動器件影響固定基底的均勻性的方向(第四方向)上濺鍍在基底上的鍍層的均勻性。

本發明的特定實施例的優點是，在該方法應用于固定基底(因此基底在濺鍍期間不移動)的情況下，可以通過圓柱形靶而無需移動基底來涂覆大表面。移動基底可能是在濺鍍涂層中出現污染或有害顆粒的主要原因。本發明的特定實施例的優點是，由于圓柱形靶的旋轉，就濺鍍靶材的使用而言，能夠高效地濺鍍靶。即使靶小于基底寬度，由于端塊可按3D軌跡沿基底寬度移動，因此整個基底可通過隨后將靶沿基底寬度放置在不同位置而以不同道次用涂層覆蓋。

本發明的替代實施例的優點是，在該方法應用于動基底(因此基底在濺鍍期間移動)的情況下，具有均勻鍍層性質的鍍層可以(甚至)被濺鍍到這樣的基底上，該基底具有復雜的形狀、或沿著非線性運動被轉移、或在基底表面和(可選地固定的)靶表面之間具有可變間隔。

根據本發明的實施例的方法還可以包括使磁體結構在圓柱形靶內運動。磁體結構在圓柱形靶內的運動可以是平移運動，其中，沿著磁棒的不同磁體結構“向上或向下”移動，以使它們更靠近或遠離靶表面。本發明的實施例的優點是，以這種方式，能夠控制涂層沿著第一維的性質的均勻性。平移運動可以沿著磁體配置的長度施加到多個磁體結構中的一個或多個磁體結構上。磁體結構的平移運動可以沿著第一方向僅施加在一個或多個有限部分上，也可以施加在較大部分上，甚至可以沿著整個磁體配置來施加。沿著第一方向，不同的磁體結構可以單獨地移動，或者多個磁體結構可以一起移動。不同的平移運動可以沿著第一方向在所述磁體配置的各個部分上平行地施加到不同的磁體結構上。

磁體結構在圓柱形靶內的運動可以是圍繞圓柱形靶的縱向軸線的旋轉運動。這允許實現磁場的重新定向，因此實現濺鍍參數的修正。旋轉運動可以沿著磁體配置的長度施加到多個磁體結構中的一個或多個磁體結構上。磁體結構的旋轉運動可以沿著第一方向僅施加在一個或多個有限部分上，也可以施加在較大部分上，甚至可以沿著整個磁體配置來施加。沿著第一方向，不同的磁體結構可以單獨地旋轉，或者多個磁體結構可以一起旋轉。不同的旋轉運動可以沿著第一方向在磁體配置的各個部分上平行地施加到不同的磁體結構上。

磁體結構在圓柱形靶內的平移和旋轉運動可以單獨地或同時地施加。

在根據本發明實施例的方法中，在第一步驟中，一組至少一個第一圓柱形靶沿濺鍍室的第二方向移動，在第二步驟中，一組至少一個第二圓柱形靶沿濺鍍室的第二方向移動。本發明的特定實施例的優點是，可以在基底上沉積多個堆積層，而無須移動基底，并且無須破壞真空室中的真空。本發明的實施例的優點在于，包括至少一個第一圓柱形靶的組可以在與包括至少一個第二圓柱形靶的組相同或不同的路徑和/或速度條件下在第二方向上移動

在第三方面，本發明提供了一種用于控制至少一個圓柱形靶在濺鍍裝置的真空室中的運動的控制器，該運動包括第一分量，其是圍繞至少一個圓柱形靶的在第一方向上定向的縱向軸線的旋轉運動，同時包括第二分量，其是在第二方向上的平移運動，由此在沿著第二方向的運動軌跡的至少相當大的部分期間保持該靶的軸線平行。圓柱形靶被配置用于在平均噴射方向上的空間粒子噴射分布。旋轉運動大體上不改變來自靶的空間粒子噴射分布。同時，第二運動保持其位置在至少一個維度上改變的空間粒子噴射分布的方向。根據本發明的實施例，靶的這種同時的旋轉和平移運動使得具有如下鍍層性質的鍍層能夠沉積在基底上：在靶和基底之間相對運動的情況下，沿著由靶的濺鍍位置在基底上的投影所限定的基底上的曲線的鍍層性質偏差小于預定鍍層性質偏差容限。第二方向可以但不必須垂直于第一方向。第二方向可以但不必須沿著基底的長度方向。第二方向可以大體上垂直于基底的寬度方向。

本發明的特定和優選方面在所附獨立和從屬權利要求中闡述。來自從屬權利要求的特征可以適當地與獨立權利要求的特征和其它從屬權利要求的特征組合，而不僅僅如權利要求中明確闡述的那樣。

本發明的上述和其它方面將從下文描述的實施例中變得顯而易見，并將參考下文描述的實施例來闡明本發明的上述和其它方面。

附圖說明

圖1示意性地示出了根據本發明的實施例的濺鍍裝置的側視圖，包括兩個端塊，每個端塊上安裝有圓柱形靶。

圖2示意性地示出了根據本發明的實施例的濺鍍裝置的俯視圖。

圖3示出了根據本發明的替代實施例的濺鍍裝置的示意圖。

圖4示出了根據本發明的其它實施例的包括兩個端塊的濺鍍裝置的示意圖。

圖5示出了根據本發明的實施例的包括波紋管的濺鍍裝置的示意圖。

圖6示出了根據本發明的實施例的濺鍍裝置的示意圖，其中，多個靶可以在第二方向上同時移動。

圖7示出了根據本發明的實施例的除所述靶的定位不同外與圖6相同的圖。

圖8示出了根據本發明的實施例的包括其上可以安裝多個端塊的陰極組件的示意圖。

圖9示出了根據本發明的實施例的包括用于操縱濺鍍裝置的計算機和控制器的濺鍍裝置的示意圖。

圖10示出了根據本發明的其它實施例的濺鍍裝置的示意圖。

圖11示意性地示出了根據本發明的實施例的在基底前面的端塊運動軌跡。

圖12示意性地示出了根據本發明的替代實施例的在基底前面的端塊運動軌跡。

圖13示出了根據本發明的實施例的濺鍍裝置的示意圖。

圖14是與動基底一起使用的本發明的一個實施例的示意性3D圖示。

圖15示出了本發明的具有動基底的一個實施例，其中，靶示于隨后的不同位置。

圖16和圖17示出了在如圖14所示的設置中就靶到基底距離的特定配置所測的層厚度的絕對值和相對值。

圖18示出了可以根據本發明的實施例來使用的批量涂布機的不同實施例。

圖19示出了不同的設置和對應的長度方向、寬度方向、第一、第二和第四方向。

附圖僅是示意性的并且是非限制性的。在附圖中，為了說明的目的，一些元件的尺寸可能被放大并且未按比例繪制。

權利要求中的任何附圖標記不應被解釋為限制保護范圍。

在不同的附圖中，相同的附圖標記指代相同或類似的元件。

具體實施方式

將參考特定實施例并參考某些附圖來描述本發明，但是本發明不限于此，而是僅由權利要求限制。所描述的附圖僅是示意性的而非限制性的。在附圖中，為了說明的目的，一些元件的尺寸可能被放大并且未按比例繪制。尺寸和相對尺寸不對應于本發明實踐的實際還原。

此外，在說明書和權利要求書中的術語第一、第二等用于在類似元件之間進行區分，而不必要用于在時間上、空間上、排序上或以任何其他方式描述順序。應當理解，這樣使用的術語在適當的情況下是可互換的，并且本文所描述的本發明的實施例能夠以不同于本文所描述或示出的其它順序來操作。

此外，在說明書和權利要求書中的術語頂部、下面等用于描述性目的，而不一定用于描述相對位置。應當理解，這樣使用的術語在適當的情況下是可互換的，并且本文所描述的本發明的實施例能夠以不同于本文所描述或示出的其它取向操作。

應當注意，在權利要求書中使用的術語“包括”不應被解釋為限于其后列出的器件；它不排除其他元件或步驟。因此，其被解釋為指定所提及的特征、整體、步驟或涉及部件的存在，但不排除一個或多個其它特征、整體、步驟或部件、或其組的存在或添加。因此，表述“包括器件A和B的裝置”的范圍不應局限于僅由部件A和B組成的裝置。這意味著關于本發明，該裝置的僅僅有關的部件是A和B。

在整個說明書中對“一個實施例”或“一實施例”的引用意味著結合實施例描述的特定特征、結構或特性包括在本發明的至少一個實施例中。因此，貫穿本說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”或“在一實施例中”不一定都指代相同的實施例，而是可以指代相同的實施例。此外，在一個或多個實施例中，特定特征、結構或特性可以以對于本領域的普通技術人員來說因本公開而顯而易見的任何合適的方式組合。

類似地，應當理解，在本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各種特征有時在單個實施例、附圖或其描述中組在一起，用于精簡公開內容并幫助理解各種創造性方面中的一個或更多個。然而，本公開的方法不應被解釋為反映所要求保護的發明需要比每個權利要求中明確記載的特征更多的特征的意圖。相反，如所附權利要求所反映的那樣，創造性方面在于少于單個前述公開的實施例的所有特征。因此，具體實施方式之后的權利要求書被明確地并入本具體實施方式中，其中每個權利要求獨立地作為本發明的單獨實施例。

此外，盡管本文描述的一些實施例包括一些而不是另一些包括在其它實施例中的特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處在本發明的范圍內，而且形成不同的實施例，如本領域技術人員將理解的那樣。例如，在所附權利要求中，任何要求保護的實施例可以以任何組合使用。

在本文提供的描述中，闡述了許多具體細節。然而，應當理解，可以在沒有這些具體細節的情況下實現本發明的實施例。在其他情況下，未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。

下面描述本發明的具體實施例，其中第二方向采取特定的取向。然而，應當注意，本發明不限于所描述的實施例，沒有詳細描述的實施例(例如其中第二方向平行于第一方向、或具有沿著第一方向的分量)也構成本發明的一部分，并且也被所附權利要求所覆蓋。

本發明的實施例涉及一種用于濺鍍系統中的濺鍍裝置。濺鍍系統可以是一種濺鍍涂布機，例如“集群式涂布機”類型的涂布機。集群式涂布機是這樣的涂布系統，其中不同的處理模塊可以以任何期望的方式布置在中央處理或處置室上。

在本發明的實施例中凡提到“靜密封件”的，其指的是允許將相對于彼此不移動的兩個表面之間的接觸部密封起來的器件。

在本發明的實施例中凡提到“動密封件”的，其指的是允許將相對于彼此移動的兩個表面之間的接觸部密封起來的器件。

兩種類型的密封件允許在密封件的一側上保持真空而在密封件的另一側上保持大氣壓力。

在本發明的實施例中凡提到“第一方向”的，其指的是安裝在端塊上的圓柱形靶的縱向軸線的方向。在本發明的實施例中，第一方向與基底平行。基底表面上的相應方向(亦即第一方向在基底表面上的垂直投影)被稱為“第三方向”。第一方向可以是豎直方向。

在本發明的實施例中凡提到“第二方向”的，其指的是靶的平移運動的方向。在第二方向上的運動可以是例如在大體靜態基底(在濺鍍期間大體上不移動)的情況下、而且也可在動基底的情況下沿著基底的運動。在本發明的實施例中，第二方向與基底平行，例如沿著基底的長度或寬度(例如，還當基底在第二方向上彎曲時)。然而，本發明不限于此，如下面將說明的那樣。替代地，在第二方向上的運動可以是橫向于基底、或者例如基底在濺鍍期間在濺鍍室內移動的情況下例如垂直于該基底運動方向的運動。可以實施橫向于該基底或基底運動方向的這種運動，以便使靶和基底之間的距離保持恒定。在本發明的實施例中，沿第二方向的運動可以是沿著基底的運動和橫向于基底或橫向于基底運動方向的運動的組合。在本發明的特定實施例中(本發明不限于此)，第二方向垂直于第一方向。如果第二方向沿著基底，則基底表面上的相應方向(亦即第二方向在基底表面上的垂直投影)被稱為“第四方向”。第四方向可以是水平方向。如果第二方向橫向于基底或基底運動方向，則沿著該第二方向的運動在動基底上的垂直投影也是在基底上沿第四方向的曲線。在靶和基底之間相對運動的情況下，靶的特定濺鍍位置在基底上的投影可以限定在基底上的曲線。

借助于第二驅動器件，所述至少一個端塊沿著這樣的運動軌跡運動，該運動軌跡可以但不必須地大體上位于一平面中；在確實位于一平面中的情況下，第二方向將位于該平面中。在實際實施例中，最可能的是，運動軌跡將位于水平平面中，盡管本發明不限于此。基底的“長度方向”可以被限定為沿著基底的一個維度的方向，其由平行于由第二驅動器件施加的運動所限定的運動平面的相交平面的相交來限定。在特定實施例中(本發明不限于此)，長度方向可對應于基底上的水平線(其由基底與水平相交平面的相交來限定)，所述水平相交平面平行于由第二驅動器件施加的至少一個端塊的運動所限定的運動平面。

在本發明的實施例中凡提到“寬度方向”的，其指的是大體上被靶的縱向軸線覆蓋的方向。基底和靶的不同設置顯示在圖19中，其用于示出寬度方向W和長度方向L，以及第一、第二和第四方向；然而，本發明不限于此。最先的實施例示出了水平放置的基底和水平放置的靶。接下來的三個實施例示出了豎直安裝的基底，一例具有豎直放置的靶，一例具有處在偏離豎直方向的角度之下的靶，一例具有水平放置的靶。最后一個實施例示出了豎直安裝的基底(然而該基底在水平方向上是彎曲的)以及豎直放置的靶。

在本發明的實施例中，在靶和基底之間存在相對運動。這可以通過保持基底靜止而沿著基底的長度方向移動靶來獲得，或者可以通過在濺鍍室內移動基底并將靶保持在固定位置來獲得。此外諸多組合也是可能的：其中靶和基底均在濺鍍室內移動。

在本發明的實施例中凡提到“端塊”的，其指的是如下器件：該器件可旋轉地保持靶管，以使靶管轉動并且在向靶管供給冷卻液和從靶管排出冷卻液體的同時電力饋送該靶管。此外，由于濺鍍過程通常在低壓下進行，因此端塊必須保持真空度。

在本發明的實施例中凡提到“涂層的厚度”的，其指的是在基底上的一點中沿著正交于基底表面的方向測量的厚度。在本發明的實施例中凡提到“在第三/第四方向上的鍍層或涂層的均勻性”的，其指的是在第三/第四方向上涂層的均勻性受控的涂層。這對應于偏差小于預定鍍層性質偏差容限的、沿著第二方向在基底上的垂直投影的長度方向上的很大一部分在基底上所沉積的鍍層的鍍層性質。“第二方向在基底上的垂直投影”指的是在濺鍍操作期間將(在第二方向上經歷運動的)靶上的點投影到靜或動基底上從而在基底表面上形成的曲線。

所述性質可以例如是厚度、光學特性或電學特性、電阻、透射率。變化可能是10％或更少，例如5％或更少，如2％或更少。在本發明的實施方案中凡提到“涂層的均勻性”的，其意味著等同于“涂層性質的分布的均勻性”。

在本發明的實施例中凡提到“基底”的，其意味著待涂覆的任何類型的表面。基底可以是平坦的或彎曲的，在彎曲情況下，彎曲可以沿一維或多維。本發明對于待涂覆的大表面特別有用，但本發明不限于此。待涂覆的表面可以由單個(例如大的)基底的表面組成；其也可以包括以陣列布置的多個較小基底的表面。陣列可以是規則的或不規則的。在整個描述中，“基底”和“基底的陣列”用作“待涂覆的表面”的同義詞。

在第一方面的第一實施例中，本發明涉及一種濺鍍裝置100，其用于濺鍍大面積表面，例如大面積基底或較小基底的陣列。本發明的第一方面的第一實施例可以涉及與下述基底一起使用的系統：該基底大體上是靜態，因此該基底在濺鍍過程中大體上不移動。濺鍍裝置100可以用在濺鍍系統101中，因此可以形成濺鍍系統101的一部分。在本發明的實施例中，表面的長度(因此大面積基底的長度或較小基底的陣列的長度)可以例如處在300mm和3210mm之間。基底或基底陣列的寬度可以在300mm和2400mm之間。本發明的實施例可以用于(本發明不限于此)濺鍍玻璃板，例如用于顯示器如TFT顯示器或電子裝置的玻璃板。替代地，本發明的實施例可以用于(本發明不限于此)濺鍍在陣列中的預先切割的較小玻璃板，例如如果要施加的涂層將使得玻璃板一旦被涂覆之后就太硬而不能切割的話。

根據本發明的實施例，濺鍍裝置100包括均適于保持圓柱形靶160的至少一個端塊120。圓柱形靶160被配置用于在平均噴射方向上的空間粒子噴射分布。如果圓柱形靶160安裝在端塊120上，則圓柱形靶的軸線161沿著從端塊120伸出的第一方向定向。在使用中，當濺鍍裝置100設置有靶并且安裝在用于濺鍍的濺鍍系統101中時，該第一方向將優選地平行于基底170或基底陣列的表面中的某方向。此方向在下文稱為第三方向。如果第一方向不平行于基底170的表面中的一個方向，則對應的第三方向是第一方向在基底表面上的垂直投影的方向。第一方向可以例如是但不必須是豎直方向，在這種情況下，第三方向對應于基底170或基底陣列的寬度方向。

濺鍍裝置100還包括第一驅動器件190，其用于提供至少一個圓柱形靶160圍繞其縱向軸線161的旋轉運動。當驅動該靶旋轉時，第一驅動器件大體上不改變來自該靶的空間粒子噴射分布。濺鍍裝置100還包括用于沿第二方向對至少一個端塊120施加運動的第二驅動器件145。第二驅動器件驅使端塊平移運動，這樣，空間粒子噴射分布的方向得到保持，同時其位置可以在至少一個維度上改變。第一和第二驅動器件適于在濺鍍期間在真空室中同時操作。因此，靶的旋轉運動和承載該靶的端塊(以及該靶)的平移運動同時發生。

在本發明的實施例中，第二方向可以限定在運動平面中，例如在水平平面中。基底的長度方向可以被限定為這樣的方向，該方向沿著由平行于由第二驅動器件施加的運動所限定的運動平面的相交平面的相交來限定的基底的一個維度的方向。在第二方向上施加的移動可以是端塊120的寬度的一倍以上。在如圖1所示的實施例中，在第二方向上的移動可以施加在基底或基底陣列的大體整個長度上、甚至施加在基底或基底陣列的整個長度上或超過整個長度上。第四方向限定在基底的表面上，對應于第二方向在基底表面上的垂直投影。該第四方向通常可以對應于基底170或基底陣列的長度。

在使用中，當濺鍍裝置100設置有靶并且安裝在用于濺鍍的濺鍍系統101中時，第二方向可以是沿著基底170的長度的方向。第二方向可以但不必須平行于基底170的表面。第二方向可以但不必須垂直于第一方向。如果基底170彎曲，則第二方向可以但不必須遵循基底170的彎曲。在替代實施例中，第二方向可以沿著第一方向，或者具有平行于第一方向的分量。

當在第二方向上移動端塊120時，靶的軸線161在沿著第二方向的運動軌跡的至少相當大的部分(例如超過在待涂覆的表面的第四方向(其對應于基底的長度方向)上的尺寸的至少50％)的期間保持平行。靶的軸線161可以保持但不必須保持平行于其原始位置。根據本發明的實施例，端塊120借助于第二驅動器件的移動限定了沿著第四方向(對應于長度方向)濺鍍在固定基底170上的鍍層的均勻性。基底170或基底陣列可以是平面基底或彎曲基底，如果是彎曲基底，則彎曲可以是一維或二維的。根據本發明的實施例，由第一驅動器件190引起的至少一個圓柱形靶160圍繞其旋轉軸線161的運動不影響沿著第四方向(與長度方向相對應)濺鍍在基底170上的鍍層的均勻性。這是因為靶的旋轉運動大體上不改變來自靶的空間粒子噴射分布。

在本發明的實施例中，端塊120在第二方向上的運動是與基底170或基底陣列平行的運動。這可以是在平坦基底170或基底陣列被濺鍍的情況下的線性運動，它也可以是在基底170或基底陣列是彎曲的或在分別對應于基底的寬度和長度方向的第三或第四方向上分段線性的情況下的彎曲運動。在本發明的實施例中，至少一個端塊120在第二方向上的移動不必須平行于基底170或基底陣列的表面。其實例在圖11和圖12中示出，其是濺鍍系統的簡化示意性俯視圖。至少一個端塊120的運動軌跡1110、1111以虛線示出，而基底170示為實線。在圖11所示的系統中，基底是平面基底，而運動軌跡11111偏離直線，特別是在基底170的末端的水平處。在圖12所示的系統中，基底是彎曲的基底，而運動軌跡11111偏離與基底170的彎曲表面的平行，特別是在基底170的末端的水平處。在特定實施例中，視基底的實際彎曲而定，可以允許運動軌跡1111為直線。在本發明的實施例中，圓柱形靶160沿第一方向定向，該第一方向與基底表面平行，并且該第一方向在沿第二方向移動端塊170的同時仍然與基底或基底陣列平行。一個替代實施例示于圖14，其中第二方向橫向于基底的運動方向。

所濺鍍的涂層在基底的長度方向上的均勻性可以這樣控制：例如通過沿第二方向的運動來改變圓柱形靶和基底或基底陣列之間的距離。然而，根據本發明的實施例，它不受由第一驅動器件引起的運動(亦即在第一方向上的圍繞靶的軸線161的旋轉)的影響。替代地或與其組合，濺鍍層在對應于長度方向的第四方向上的均勻性可以通過控制至少一個端塊160沿著第二方向的平移速度來控制。另一種用于控制濺鍍層在第四方向上的均勻性的控制手段可以是在橫穿基底170或基底陣列的同時控制在至少一個靶160上的功率水平。這些技術本身可以全部用于控制濺鍍層在對應于長度方向的第四方向上的均勻性，這些技術也可以組合使用。根據本發明實施例，在濺鍍到基底上的鍍層中，在基底的沿著長度方向的很大一部分上沉積的鍍層的鍍層性質(例如厚度或者電或光學性質)偏差小于預定的鍍層性質偏差容限。預定的鍍層性質偏差容限確定了該濺鍍層的均勻度。

在本發明的實施例中，當在基底170或基底陣列的前面移動時，端塊沿著第二方向的平移速度可以是恒定的。承載靶160的端塊120可以移動超過基底170或基底陣列，即在大于基底170或基底陣列的長度的長度上移動，使得當靶160在基底170或基底陣列前面時運動速度是恒定的，并且使得速度僅在移動超過基底170或基底陣列之后才減小。類似地，平移速度可以增加直到在使承載靶160的端塊120定位在基底170或基底陣列前面時達到的恒定水平。

在第一方面的另一實施例中，本發明還涉及一種濺鍍裝置，其用于濺鍍大面積表面，例如大面積基底或較小基底的陣列。本發明第一方面的該另一實施例可以涉及與動基底一起使用的系統，因此在該情況下，基底在濺鍍期間在濺鍍室內移動。濺鍍裝置可以用在濺鍍系統中，因此可以形成濺鍍系統的一部分。在本發明的實施例中，表面的長度(因此大面積基底的長度或較小基底的陣列的長度)可以例如處在300mm和6000mm之間。基底或基底陣列的寬度可以在300mm和3210mm之間。本發明的實施例可以用于(本發明不限于此)濺鍍玻璃板，例如用于顯示器(諸如TFT顯示器)或電子器件的玻璃板。替代地，本發明的實施例能夠用于濺鍍(但本發明不限于此)在陣列中的預先切割的較小玻璃板，例如如果切割操作將對涂覆過的玻璃板具有負面影響的話。

根據本發明的實施例，濺鍍裝置包括均適于保持圓柱形靶160的至少一個端塊120。如果圓柱形靶160安裝在端塊120上，則圓柱形靶的軸線161沿著從端塊120伸出的第一方向定向。在使用中，當濺鍍裝置100設置有靶并且安裝在用于濺鍍的濺鍍系統101中時，第一方向將優選地平行于基底170或基底陣列的表面中的方向。此方向在下文稱為第三方向。如果第一方向不平行于基底170的表面中的方向，則對應的第三方向是第一方向垂直投影到基底表面上的的方向。第一方向可以例如是(但無須是)豎直方向，在這種情況下，第三方向對應于基底170或基底陣列的寬度方向。

濺鍍裝置還包括第一驅動器件190，其用于提供至少一個圓柱形靶160圍繞其縱向軸線161的旋轉運動。濺鍍裝置100還包括用于沿第二方向對至少一個端塊120施加運動的第二驅動器件145。在第二方向上施加的運動可以在橫向于該基底或橫向于該基底運動方向的方向上，如在圖14中所示的實施例中那樣。在第二方向上的移動可以使得靶160和基底170之間的距離大體上恒定。

當在第二方向上移動端塊120時，靶的軸線161在沿著第二方向的運動軌跡的至少相當大的部分期間并且優選地在全運動軌跡期間保持平行。靶的軸線161可保持但無須保持平行于其原始位置。根據本發明的實施例，端塊120借助于第二驅動器件的移動限定了沿著第四方向濺鍍在基底的動基底170上的鍍層的均勻性。根據本發明的實施例，在濺鍍到基底上的鍍層中，在沿著第二方向在動基底上的垂直投影的長度方向上的很大一部分沉積在基底上的鍍層的鍍層性質(例如厚度或者電學或光學性質)偏差小于預定的鍍層性質偏差容限。預定的鍍層性質偏差容限確定該濺鍍層的均勻度。

基底170或基底陣列可以是平面基底或彎曲基底，如果是彎曲基底，則彎曲可以是一維或二維的。根據本發明的實施例，由第一驅動器件190引起的至少一個圓柱形靶160圍繞其旋轉軸線161的運動不影響在基底170上所濺鍍的鍍層的第四方向上的均勻性。

在本發明的實施例中，端塊120在第二方向上的運動是橫向于基底170或基底陣列或橫向于基底運動方向的運動，使得靶和基底170或基底陣列之間的距離保持恒定。

在基底的第四方向上的濺鍍涂層的均勻性可通過改變圓柱形靶和基底或基底陣列之間的距離來控制。然而，根據本發明的實施例，它不受由第一驅動器件引起的運動(亦即在第一方向上圍繞靶的軸線161的旋轉)的影響。替代地或與其組合，所濺鍍的鍍層在第四方向上的均勻性可以通過控制至少一個端塊160沿著第二方向的平移速度來控制。另一種用于控制在第四方向上的濺鍍層的均勻性的控制手段可以是在橫穿該基底170或基底陣列時控制至少一個靶160上的功率水平。這些技術本身可以全部用于控制在第四方向上的濺鍍層的均勻性，或者它們可以組合使用。

在本發明的實施例中，端塊沿著第二方向的平移運動可以在一個方向上進行。替代地，端塊的平移運動也可以來回進行。

在本發明的實施例中，圓柱形靶160安裝在至少一個端塊120上。

根據本發明的實施例，濺鍍裝置100可以用在包括濺鍍室110的較大的濺鍍系統101中。在濺鍍室110中，可以設置有基底保持器180，用于安裝和保持大體上靜態定位的基底170或基底陣列。根據本發明的實施例的濺鍍裝置100可以被設計成裝配到現有的濺鍍系統101中。整個濺鍍裝置100例如還可以包括壁，該壁可以密封在濺鍍系統101的濺鍍室110的壁中的開口上。通常，現有技術的濺鍍室具有在壁上的開口，該開口大于基底尺寸。現有技術的濺鍍室通常具有足夠大的空腔，以允許具有延伸超過基底的多個靶，以在基底上實現均勻的涂層。

濺鍍裝置100還包括用于施加和排放冷卻液的管113和用于供應氣體的管115(兩者在圖1中以簡化的方式表示)。這些管113、115經由密封件112、114進入濺鍍室110，并且使得冷卻水和功率能夠被供應到至少一個端塊120并且以這種方式被供應到靶160。

在本發明的實施例中，用于向圓柱形靶160提供旋轉運動的第一驅動器件190可以是任何合適的驅動器件，例如電動機或使用冷卻水流的液壓系統。在本發明的實施例中，第一驅動器件190可在真空條件下操作。在這種情況下，第一驅動器件190必須被具體構思并且適于這樣做。市場上可獲得合適的真空電動機。由于在本發明的該實施例中，用于驅動端塊120的第二驅動器件145以及第一驅動器件190同時在濺鍍室110的真空環境中操作，因此不需要圍繞第一驅動器件的軸線的密封。

在替代實施例中，第一驅動器件190是設計用于在壓力條件下(例如在大氣壓力條件下)操作的驅動器件。在這種情況下，第一驅動器件190不能簡單地放入真空室110中，因為那里可用于濺鍍活性的低壓對于第一驅動器件190的正常操作將是有害的。在這些實施例中，第一驅動器件190可以由密封箱195封裝，密封箱195保持在適當的壓力條件下，例如在大氣壓力下，用于提供適當的環境條件給第一驅動器件以便使其正確地起作用。密封箱195中的氣體壓力可以不同于濺鍍室110中的真空。顯然，必須將箱195從真空室110封離以保持正確的壓力值。密封箱195和至少一個端塊120之間的第一密封件130將密封箱195中的氣體壓力從濺鍍室110中的真空封離。可以提供密封箱195和/或第一驅動器件190的冷卻(圖1中未示出)。可以存在多個密封件，其例如用于實現對維持該第一驅動器件的旋轉運動的軸承器件的適當潤滑。可能需要其它密封件來維持在電刷和換向器(用于將電流傳到旋轉靶上)之間的良好電轉移。在本發明的實施例中，密封箱195是不可變形的，更具體地，在腔室中的壓力和腔室外部(但在真空室內部)的真空之間的差異下不可變形。在本發明的實施例中，密封箱195包括密封件，以將密封箱195的內部保持在期望的壓力下、例如大氣壓力下。該密封件適于允許穿過電纜(例如濺鍍電力電纜、用于第一驅動器件的電力電纜)和管道(例如水冷卻管線、檢測管線，其例如用于測量隨后的密封件之間的分壓或例如用于測量動態冷卻密封件上的漏水)。

在本發明的實施例中，可以存在用于沿著第二方向(例如沿著基底的長度方向、或橫向于基底或基底運動方向、或其組合)移動端塊120的機械器件150(例如但不限于桿、齒輪、正時帶、活塞、線纜、鏈、蝸桿等)。在本發明的實施例中，用于移動端塊120的器件150可以借助于第二驅動器件145從濺鍍室110的外部來驅動。在用于移動端塊的器件150和濺鍍室110的壁之間的第二密封件140使濺鍍室的內側與濺鍍室的外側封離，使得在濺鍍室內可存在真空。第二密封件140可以是動密封件(圖3)，或者更常見的是在使用柔性套筒或波紋管(圖5)的情況下的靜密封件。用于使電力電纜和冷卻水管道穿過的附加密封件也可以存在于濺鍍室110的壁中，或者可以與第二密封件140組合。

在本發明的實施例中，用于移動端塊120的器件150(例如桿、齒輪、正時帶、活塞、線纜、鏈條、蝸桿等)借助于第二驅動器件145從濺鍍室110內部驅動。在這些實施例中，類似于第一驅動器件190，第二驅動器件145能夠在真空條件下操作，或者第二驅動器件145由封裝件封裝，在所述封裝件中能夠保持不同于真空的壓力水平(例如大氣壓力)。在最后一種情況下，封裝件的內部和外部之間的密封件能夠保持封裝件內的壓力，同時通過封裝件內部的第二驅動器件移動端塊。

圖1示意性地示出了包括根據本發明的濺鍍裝置100的濺鍍系統101的示例性實施例的前視圖。圖2示出了同一實施例的俯視圖。所示的該實施例涉及一種系統，其具有大體上固定的基底和沿著待涂覆的基底的長度方向的第二方向。對于本領域技術人員來說清楚的是如何修改此實施方式以構建其中第二方向橫向于基底或橫向于基底運動方向的系統。

兩個密封箱195分別使用第一密封件130抵靠端塊120密封。在這些密封箱195中的每一個中，安裝了第一驅動器件190，通過該第一驅動器件190可以旋轉安裝到端塊120上的圓柱形靶160。第三密封件125允許該旋轉，同時保持濺鍍室110中的真空。通過冷卻管113(其通過密封件112進入濺鍍室110)并且通過電力電纜115(其通過密封件114進入濺鍍室)，使得冷卻液和電源對至少一個端塊120可用。在本發明的實施例中，交流電源施加到靶上。在圖1所示的實施例中，用于在第二方向上移動至少一個端塊120的器件150是可由位于濺鍍室110內部或外部的第二驅動器件145移動的鏈條。如果第二驅動器件145位于濺鍍室110的外部，則旋轉軸可經由第二密封件140進入濺鍍室。圖1和圖2還示出：沿第一方向定向的靶160的軸線161平行于基底170。基底170或基底陣列安裝在基底保持器180上。與圖1相比，圖2中的端塊120以及安裝在其上的靶160已經在第二方向上沿著基底170或基底陣列的長度移動到濺鍍室110的另一側。

圖3示出了用于濺鍍大體上固定的基底的濺鍍系統101中的根據本發明的示例性實施例的濺鍍裝置100的示意圖。其示出了適于保持具有在第一方向上的縱向軸線161的圓柱形靶160的端塊120(單個端塊)。該圖還示出了用于提供圓柱形靶160圍繞其縱向軸線161的旋轉運動的第一驅動器件190。濺鍍裝置100還包括第二驅動器件145，用于在第二方向上向端塊120施加運動(該第二方向可以但不必須垂直于第一方向)，從而保持靶的軸線161沿著那沿著第二方向的運動軌跡的至少相當大的部分平行，使得端塊120在第二方向上的運動限定了在基底的長度方向上濺鍍在基底170或基底陣列上的鍍層的均勻性。在所示的實施例中，第二方向沿著基底170的長度方向。第一驅動器件190的移動不影響濺鍍在基底170上的鍍層的長度方向上的均勻性。

在本發明的實施例中，濺鍍裝置還包括也在圖3中示出的濺鍍室110。該濺鍍室110包括安裝在端塊120上的圓柱形靶160。端塊120的軸線161由此沿第一方向定向。端塊120可操作地聯接到用于使圓柱形靶160圍繞其軸線161旋轉的第一驅動器件190。該圖還示出了端塊120可以在第二方向上移動，該第二方向(在圖示的情況下)垂直于第一方向并沿著基底的長度方向，但本發明不限于此。本領域技術人員將清楚如何使第二驅動器件定位在濺鍍室110中，用以將運動提供給端塊120，該運動橫向于基底或橫向于基底運動方向。因此，設置有用于移動端塊120的器件150。在本發明的實施例中，用于移動端塊的器件150是移動穿過濺鍍室110的壁的桿150，并且其中，在濺鍍室110的壁和桿150之間的空間由第二密封件140密封。在圖3中，第二密封件140是動密封件。桿150還可以被屏蔽，以防止材料濺鍍到桿上。通過該密封件，能夠維持濺鍍室110內的真空和濺鍍室外的大氣壓。圖3中的第二方向(亦即端塊120在濺鍍室110中的運動的驅動方向)乃是從左到右或從右到左。在本發明的替代實施例中，第二方向可以大體上垂直于圖3所示的方向。根據圖3所示的本發明的示例性實施例允許在基底的長度方向上在基底170的前面在第二方向上移動靶160，并同時旋轉圓柱形靶160。基底170安裝在基底保持器180中。在本發明的實施例中，第二方向可以但不必須與基底170平行。在本發明的實施例中，存在第一密封件130，用于端塊120和第一驅動器件190之間或端塊120和密封箱195之間的密封。在本發明的實施例中，該密封件是靜密封件。在本發明的實施例中，存在額外的密封件，其能夠使冷卻流體朝向圓柱形靶160通過，并且其允許圓柱形靶160旋轉同時保持濺鍍室110中的真空。

在本發明的實施例中，圓柱形靶160的長度可以在500和3000mm之間，優選地在750和2200mm之間。圓柱形靶160的長度可以大體上等于或長于基底170的寬度(在第一方向上測量)。因此，圓柱形靶160在基底170的全寬上濺鍍。通過沿第二方向移動圓柱形靶160，也可以覆蓋基底170的全長。至此，圓柱形靶160可以在靜態基底的前面沿長度方向移動，或者圓柱形靶160可以橫向于動基底或橫向于動基底的運動方向移動，或者施加到圓柱形靶160的第二運動可以是在長度方向上的運動和橫向于基底或橫向于基底運動方向的運動的組合。涂層的厚度可以通過施加在圓柱形靶160上的電功率和/或通過控制在第二方向上的端塊120的速度以及因此靶160的速度來控制。在本發明的實施例中，施加到圓柱形靶的功率范圍在1kW和100kW之間，優選地在5kW和60kW之間。在本發明的實施例中，用于給定靶長的功率水平可以在4kW/m和30kW/m之間變化。在本發明的實施例中，靶在第二方向上的速度可以在2mm/s和400mm/s之間。

在本發明的實施例中，管狀靶是通過旋轉連接供電的。與具有靜態平面靶的濺鍍系統相比，本發明使用旋轉的圓柱形靶。因此，不是與靶的靜態電連接，需要旋轉連接來將電力傳到靶。這可以例如通過使用電刷來實現。

在本發明的特定實施例中，濺鍍裝置包括多個端塊，例如第一端塊120和第二端塊220。第一圓柱形靶160可安裝在第一端塊120上，第二圓柱形靶260可以安裝在第二端塊220上。其示例已經在圖1和圖2中示出并參考圖1和圖2討論過，其中多個(例如兩個)端塊120被驅動用于沿第二方向、在所示的示例中(然而本發明并不限于此)沿基底的長度方向同時運動。其另一示例示于圖4，其中多個(例如兩個)端塊120被驅動用于在第二方向上順序運動。此外，在圖4所示的示例中，第二方向沿著基底的長度，但是本發明不限于此，并且第二方向還可以橫向于基底或橫向于基底運動方向。在多個端塊12被驅動用以在第二方向上順序運動的情況下，第一圓柱形靶160的材料可以不同于第二圓柱形靶260的材料。通過分別用第一圓柱形靶和第二圓柱形靶交替濺鍍，包括不同材料的涂層可以濺鍍在基底170上。在圖4的例子中，基底170安裝在基底保持器180上。在該圖中不可見的第一密封件將第一驅動器件密封在端塊120上。第二密封件140、240允許在第二方向上移動第一端塊120和第二端塊220，同時保持濺鍍室110中的真空。第三密封件125、225允許利用第一驅動器件190旋轉圓柱形靶160、260，同時保持濺鍍室110中的真空。用于移動第一端塊120的器件(例如桿)150和用于移動第二端塊220的器件250也在圖4中示出。

在圖5所示的本發明的示例性實施例中，濺鍍裝置100包括抵靠濺鍍室110的壁密封的波紋管141，用于使得至少一個端塊120能夠移動，而無須存在用于在真空110室內移動至少一個端塊120的器件150。用于移動至少一個端塊120的器件150現在可以放置在真空室110的外部，這提供了沒有材料濺鍍到該器件150上的優點。波紋管141中的壓力是大氣壓。第一驅動器件190可以設置在波紋管內部，因此無須封裝在密封箱195中，例如在圖1所示的實施例中那樣。用于在第二方向上移動端塊120的器件150也可以設置在波紋管141內部。波紋管141允許使端塊120從左向右或從右向左移動。圖5所示用于移動端塊的示例性器件150是桿(然而本發明不限于此)，并且其由濺鍍室110外部的第二驅動器件145驅動。在本發明的實施例中，冷卻管113和電力電纜115可以插入桿中，如圖5所示，也可以在波紋管141內部鄰近桿150設置。端塊120上的第三密封件125使得靶160能夠旋轉，同時保持濺鍍室110中的真空。圖5所示的實施例用于在沿著大體上靜止的基底的長度的第二方向上移動端塊，但是根據本發明的實施例，可以采取類似的措施以用于在大體上橫向于動基底或橫向于動基底的運動方向的第二方向上移動端塊。

圖6示出了與圖3類似的設置，只是在本發明的該實施例中，多個端塊120(在所示的實施例中為四個端塊120)安裝在用于在第二方向上移動端塊120的器件150上。在該實施例中，第二方向沿著基底的長度方向。當用于移動端塊120的器件150被相應地驅動時，端塊120在第二方向上同時移動。多個端塊120也可以設置在類似于圖4所示裝置的裝置中，即，其中設置多個器件150、250，用于在第二方向上移動端塊120、220。在該實施例中，第一組至少一個端塊可以被驅動以便在第二方向上運動，所述第一組至少一個端塊在第二方向上的運動獨立于第二組至少一個端塊在第二方向上的運動。在特定實施例中，第一組端塊被驅動的第二方向和第二組端塊被驅動的第二方向甚至無須是相同的方向。例如，第一組端塊被驅動的第二方向可以沿著基底的長度方向，而第二組端塊被驅動的第二方向可以橫向于基底或橫向于基底運動方向。第一組中的端塊的數量和第二組中的端塊的數量無須相等。

圖7示出了與圖6相同的實施例，但是端塊120在第二方向上向左移動。在本發明的實施例中，端塊120可以更多地向左移動，例如直到所有端塊已經移動超過基底170或基底陣列的左邊緣的位置。類似的向右移動也是可能的。在替代實施例中，在所示實施例中向左和向右的第二方向上的移動是受限的，使得在由第一靶濺鍍的基底或基底陣列上的第一區域與由第二(相鄰)靶濺鍍的基底或基底陣列上的第二(相鄰)區域之間大體上不發生重疊。這種移動允許覆蓋全基底170或基底陣列，而不移動該基底或基底陣列本身。通過使用多個靶，可以減少所述靶在第二方向上的運動。

在本發明的實施例(亦即與大體上固定的基底一起使用和與移動的基底一起使用的實施例)中，端塊保持磁棒，使得磁棒大體上位于圓柱形靶160的中心且在第一方向上定向。在本發明的實施例中，磁棒沿著圓柱形靶160的長度(第一方向)被分成不同的節段，每個節段包括單獨的磁體結構，并且這些節段中的每一個可以單獨地平移地和/或旋轉地定向。

不同磁棒節段中的磁體結構的位置的平移變化包括使磁體結構靠近或遠離靶表面定位。這使得操作者能夠通過單獨地定向該磁棒的節段來控制沿著第三方向(基底的寬度方向)的涂層的性質，例如涂層的厚度或者電學或光學性質。

磁棒圍繞圓柱形靶160的中心軸線的定向的旋轉變化引起等離子體在一定方向上的定向。因此，操作者具有附加自由度，以便操作濺鍍裝置100并影響在垂直于第三方向的基底上的方向上地濺鍍層的均勻性，例如涂層的厚度。這可以是但不必須是第四方向。對此，可以設置第四驅動器件。

在本發明的實施例中，第三和第四驅動器件被設置用于驅動磁棒的運動，分別用于平移和/或旋轉運動。使用第三和/或第四驅動器件，能夠定位縱向磁棒的多個磁體結構中的至少一個磁體結構。縱向磁棒可以位于圓柱形靶的中心。磁體結構沿著縱向磁桿的長度方向(第一方向)定位。因此，可以通過獨立地控制磁棒的各個磁體結構的位置來影響基底的第四方向上的涂層的均勻性。第三驅動器件可以例如使一個或多個磁體結構進一步移離基底或更移近基底。第四驅動器件可以圍繞平行于第一方向的軸線轉動一個或多個(例如所有的)磁體結構。該旋轉還對在第四方向上的涂層的均勻性(例如厚度)有影響。

第三和/或第四驅動器件可以單獨地和/或共同地包括用于每個磁體結構的定位系統。第三和/或第四驅動器件可以從濺鍍室110的外部控制，使得在濺鍍期間可控制磁桿和/或磁體結構的位置。這允許控制在第四方向上所濺鍍的涂層的均勻性(例如厚度)。如果第三和第四驅動器件也與端塊在第二方向上的位置同步，則還可以影響第四方向上的涂層的均勻性(例如厚度)。

在本發明的實施例中，第一驅動器件190允許安裝到端塊120上的圓柱形靶160圍繞其縱向軸線161旋轉。這具有可以提高靶利用率的優點。第二驅動器件145允許在第二方向上移動至少一個端塊120，其(在本發明的實施例中)允許增加在第四方向上提供到基底170或基底陣列上的涂層的性質(例如厚度)的均勻性。在第三方向上的涂層性質(例如厚度)的均勻性可以如此控制：借助于第三驅動器件，通過移動磁體結構，從而在第一方向上沿著磁體配置調整磁體結構相對于靶表面的位置(距離)。通過使磁棒圍繞圓柱形靶160的軸線161的旋轉運動(其由第四驅動器件引起)與端塊120的平移運動(其由第二驅動器件145引起)同步，第四驅動器件還可以用于控制在第四方向上的涂層的均勻性(例如厚度)。

在本發明的實施例中，如例如圖8所示，陰極組件330可以保持多個端塊120。每個端塊120可以保持至少一個靶160。每個端塊120可以安裝在陰極組件330上，并且圓柱形靶160可以被安裝在每個端塊上，從而實現彼此平行的圓柱形靶的旋轉木馬式布置。在本發明的實施例中，這些圓柱形靶中的每一個與基底170或基底陣列平行。這些圓柱形靶中的每一個可以借助于第一驅動器件190圍繞其軸線旋轉。陰極組件330可以旋轉以便使包括一個或多個靶(優選地例如2個靶)的一組靶朝向基底170定向。陰極組件330可以借助于用于移動端塊120或(在本實施例中)用于移動陰極組件330的器件150在第二方向上移動。該器件由第二驅動器件145驅動。第二方向可以但不必須垂直于第一方向。在圖8所示的實施例中，第二方向沿著基底的長度方向。在附圖中未示出的圖8所示的實施例的替代方案中，陰極組件也可以旋轉以便使一組靶朝著基底定向，并且陰極組件可以在第二方向上移動，該第二方向例如橫向于基底或橫向于基底運動方向。

圖8示意性地示出了本發明的示例性實施例，其包括圓柱形靶160的旋轉木馬式布置。該圖的頂部示出了基底170(但是相同的構造可以用于較小基底的陣列，所述較小基底組合在一起以形成待涂覆的較大表面，類似于較大的基底)，其在濺鍍操作期間大體上是靜態的。該基底示于圖8，其位于三個不同的位置：

-位置I：在進入濺鍍室110之前；

-位置II：在兩個閥320之間的濺鍍室110中；

-位置III：在離開濺鍍室110之后。

在圖中未示出的替代配置中，進入濺鍍室110之前的區域I和離開濺鍍室110之后的區域III可以是物理上相同的位置。

在圖中未示出的又一替代配置中，基底可在濺鍍室內連續移動，并且第二方向可橫向于基底表面或橫向于基底運動方向。

用于移動包括圖8中的多個端塊120的陰極組件330的裝置150由濺鍍室110外部的驅動器件145驅動。在圖8所示的本發明的實施例中，用于沿第二方向移動陰極組件330的器件150是螺桿(本發明不限于此)以及形成本發明實施例的任何合適的驅動器件。在螺桿150和濺鍍室110的壁之間的第二密封件140(在這種情況下是動密封件)允許轉動該螺桿150，同時保持在濺鍍室110中的真空。陰極組件330可以繞其軸線旋轉，以便使優選的一個或多個靶定位在基底170的前面。定位在基底170前面的至少一個圓柱形靶160可以借助于第一驅動器件190而圍繞其軸線161(圖8中未示出)旋轉。通過閥320，基底170可以進入或離開濺鍍室110。這些閥320允許在濺鍍室110中產生真空。在操作期間，陰極組件330(以及因此朝向基底170定向的至少一個圓柱形靶160)在第二方向上由第二驅動器件145驅動而在濺鍍室110內向后和向前移動。該向前和向前移動可以例如沿著大體靜態的基底的長度方向，或橫向于動基底或橫向于其運動方向。由此，定位在基底170前面的至少一個圓柱形靶160由第一驅動器件190驅動而圍繞其軸線轉動。當達到基底上所濺鍍材料的期望性質(例如期望厚度)時，陰極組件330可以旋轉以便開始濺鍍另一種材料。至此，陰極組件330可以在大體上靜態的基底前面在沿著第二方向的相反方向上被驅動。這種濺鍍方法允許在大的2D表面(例如大的2D基底或更小的2D基底的陣列)上均勻地濺鍍由不同材料的復合堆積層組成的涂層，而無須在沉積工藝期間移動或轉移該基底或基底陣列。在替代實施例中，動基底可以在與更早的通過期間相反的方向上移動。

在圖10所示的本發明的另一示例性實施例中，第二驅動器件145是固定到端塊120的電動機。第二驅動器件由密封箱195封裝。設置有密封件140，其是第二驅動器件145的軸和密封箱195之間的密封件。該密封件140允許在轉動第二驅動器件145的軸的同時在密封盒195內具有不同于真空的壓力(例如大氣壓力)以及在濺鍍室110內具有真空。該軸是能夠在用于在第二方向上移動端塊120的器件150上運行的花鍵軸，器件150形如齒條，其中齒和槽與花鍵軸中的槽和鍵成對配合。齒條沿第二方向定向。不是使用電動機作為第一驅動器件190，驅動圓柱形靶旋轉的軸191在本發明的本實施例中也是花鍵的，并且也在第二齒條192上運行。端塊120和密封箱195彼此固定。通過驅動端塊120用于在第二方向上的運動，借助于第二驅動器件145，圓柱形靶160因此也被迫旋轉。在圖10所示的實施例中，第二方向沿著基底的長度方向，但在圖中未示出的替代實施例中，可以設置有類似的器件，其中第二方向橫向于基底或橫向于其運動方向。

類似但可替換的實施例在圖13中示出。同樣，本實施例可以與大體上靜態的基底一起使用，如圖13所示的實施例中那樣。替代地，本實施例也可適于與動基底一起使用，其中第二方向大體上橫向于基底或橫向于基底運動方向。在這些實施例中，密封箱195通過密封件130抵靠端塊120密封。第一驅動器件190是密封箱195內的電動機。在端塊120和第一驅動器件190的軸之間的密封件125允許在保持濺鍍室110中的真空和密封箱195中的另一壓力(例如大氣壓)的同時轉動圓柱形靶160。第二驅動器件145通過具有在齒條150(用于在第二方向上移動端塊120的器件)上運行的第一驅動器件190的花鍵軸而可用。靶160圍繞其軸線的旋轉自動地引起端塊在第二方向上的運動。

參考圖14和圖15示出了與大體上在基底的長度方向上移動的基底一起使用的本發明的特定實施例。

圖14示出了在濺鍍室(未示出)內移動的一系列基底170。在濺鍍室中，設置了保持圓柱形可旋轉靶160的端塊120。靶160具有沿第一方向的縱向軸線161。寬度方向W限定在基底上，其對應于第一方向在基底上的垂直投影。基底的寬度方向可以平行于也可以不平行于第一方向。在所示的實施例中，靶160是豎立的，寬度方向是豎直方向。在替代實施例(未示出)中，靶可以相對于豎直方向放置在一個角度之下，在這種情況下，基底上的寬度方向也可以被限定為不同于豎直方向。所示的基底170在濺鍍室內從左向右移動，如指向右邊的大箭頭所示。在所示的實施例中，每個基底170圍繞豎直方向上的軸線稍微彎曲。在濺鍍期間，靶160由第一驅動器件190驅動，第一驅動器件190提供靶160圍繞其縱向軸線161的旋轉運動。同時，第二驅動器件145在第二方向上向端塊120施加運動。在所示的實施例中，第二方向橫向于基底表面或橫向于基底運動方向。沿第二方向的運動可以使得靶160和在其前面經過的基底170之間的距離是恒定的。第二方向被限定在移動平面中，例如在水平平面中。第二方向可以也可以不垂直于第一方向。基底的長度方向可以被限定為這樣的方向，該方向沿著由平行于由第二驅動器件施加的運動限定的運動平面的相交平面的相交來限定的基底的一個維度。

通過保持靶160和基底170之間的距離恒定，基底上沿著長度方向的很大一部分的沉積層的層性質(例如厚度或者電學或光學性質)可以偏差為小于預定的層性質偏差容限。

圖15示出了根據本發明的實施例的實施方式的俯視圖，其中多個基底170在濺鍍室內依次移動。在所示的實施例中，多個基底170在濺鍍室內從右向左移動，但是本發明不限于此。在基底170的前方，設置有用于保持圓筒形靶160的端塊(未示出)。圓柱形靶160具有沿第一方向的縱向軸線，該第一方向在俯視圖中示出的實施例中是從附圖平面出來的方向。設置了第一驅動器件(圖15中未示出)，用于提供圓柱形靶160圍繞其縱向軸線的旋轉運動。設置了第二驅動器件(圖15中未示出)，用于沿第二方向向端塊120施加運動，從而在沿著第二方向的運動軌跡的至少相當大的部分期間保持靶的軸線平行。如圖15所示在第二方向上的移動使得基底170和靶160之間的距離保持恒定。

可以理解，由于圖15中所示的基底170的特定形狀，不足以保持基底和靶之間的距離恒定。在靶160在橫向于基底或橫向于基底運動方向的第二方向上的移動之上，靶160中的磁系統應沿著第一方向上的軸線旋轉，使得在靶表面處產生的軌道總是相對于基底170處于受控的角度之下。磁系統的這種移動可以通過第四驅動器件實現，其施加該磁系統相對于端塊系統的擺動運動或施加端塊相對于真空系統的旋轉運動。

通過如上所述適當地驅動端塊和/或磁系統，基底上的沿著基底的長度方向的很大一部分的沉積層的層性質可以偏差為小于預定的層性質偏差容限，從而提供具有至少一個均勻層性質(例如厚度和/或電學性質和/或光學性質)的濺鍍層。

在附圖中未示出的本發明的特定實施例中，靶可以被驅動用于沿著其縱向軸線旋轉，并且可以同時被驅動進行圍繞該端塊的樞轉運動，使得遠離端塊的靶的末端朝向或遠離基底表面移動。這可以與以下所述組合起來：如果基底正在移動的話，與另一靜態定位的靶(以及因此端塊)組合；或如果基底靜態定位的話，與靶沿著基底的長度方向的平移運動組合；或如果基底被移動的話，與靶的橫向于基底或橫向于基底運動方向的平移運動組合。此外，在這些實施例中可以實施磁體配置的第三運動(在該第三運動期間磁體移動成更靠近或遠離靶表面)和/或磁結構圍繞平行于第一方向的軸線的第四運動。

如果基底在寬度方向上具有不規則形狀，則在基底的寬度方向上存在靶與基底距離的差異。可以表明，如果靶和基底之間的距離變得更大，則在靶的末端的水平處濺鍍層的均勻性存在更大的偏差。這在圖16和圖17中示出。位于這些圖的基礎上的配置如下：存在著如圖14中的豎直靶配置。基底寬度為1000mm(對應于圖16和圖17中的-500mm至+500mm的值)。靶長為1560mm(圖16和圖17中從-780mm至+780mm)并且由水平軸表示。

圖16和圖17分別示出了在豎直軸線上表示的且針對不同的基底-靶距離(距離分別為80mm、140mm和200mm)的沉積層的層性質的均勻性的絕對和相對結果。

圖16的絕對結果示出了材料到達通量密度(＝基底上的沉積速率)相對于材料離開通量密度(＝靶的濺鍍速率)的百分比比率。圖16示出了增加靶到基底距離允許有更多的材料通量“泄漏”且被沉積到基底之外，這使得濺鍍在靶的末端的水平處的層的均勻性更低。

圖17的相對結果提供沿著靶的軸線的基底上的相對沉積曲線。可以看出，靶與基底距離80mm時，基底的底部和頂部邊緣處的鍍層厚度比中心處的鍍層厚度數值約低1.5％，而靶與基底距離140mm時，此值是4％，距離200mm時，此值約為7％。

從圖16的絕對結果可以看出，將靶與基底間距從80mm增加到200mm導致在基底中心的沉積速率降低約2.6％(從99.5％到96.9％)。根據靶到基底的間隔來提供對濺鍍功率的控制算法可以允許補償彎曲基底的這種中心厚度波動。在校正與基底運動同步并且隨著基底尺寸和運輸速度而周期變化的功率信號后，可以實現圖17中所示的作為相對結果的結果。該情況仍然因源自于變化的靶與基底的間隔而遭受在沿著靶長的方向上的基底上的均勻性分布的變化。后面的層厚度在彎曲基底的表面上的恒定變化(對于最大的靶與基底間隔而言的最差均勻性)只可以通過增加靶長來減小。然而，這將需要使用超長靶，從而顯著增加可變成本(靶料)，顯著增加投資成本(更大的真空室)和顯著增加能量消耗(用于更長靶的更多功率以及用于抽真空和氣體分配的更多功率)。

可以通過實施根據本發明的實施例的濺鍍裝置來提供對所有這些問題的全解決方案，該濺鍍裝置包括至少第二驅動器件，以及可選地第三和/或第四驅動器件。

在圖9中示意性地示出的本發明的示例性實施例包括控制器410。控制器僅在圖9中示出，但是可以應用于本發明的任何實施例。虛線表示在本實施例中可以控制的特征：

(a)通過控制第一驅動器件控制圓柱形靶160的轉速，

(b)通過控制電源控制施加到圓柱形靶160上的功率，

(c)通過控制第二驅動器件控制至少一個端塊120在第二方向上的速度，

(d)通過控制用于磁體結構沿著第一方向的平移運動的第三驅動器件和/或用于磁棒圍繞靶的軸線的旋轉運動的第四驅動器件來控制磁棒和/或磁體結構的位置相關的調諧。

至少一個端塊120在第二方向上的速度可以通過控制第二驅動器件145(其正在驅動用于移動端塊120的桿150)來控制。因此，控制器410可以控制安裝在基底保持器180中的基底170或基底陣列之前的圓柱形靶160的第二方向上的速度。圓柱形靶160的旋轉速度可以通過控制聯接到端塊120的第一驅動器件190來控制。磁體結構沿著第一方向的位置和/或磁棒繞靶的軸線的旋轉可以由第三和/或第四驅動器件控制。在本發明的實施例中，控制器410可以通過在計算機420上運行的軟件來操作。

在本發明的實施例中，控制器410還可以控制其他參數，例如真空室110內的壓力、基于位置的氣體分布和流量。在本發明的實施例中，附加的驅動器件(附圖中未示出)允許增加或減小靶與基底或基底陣列之間的距離。

在本發明的實施例中，控制器410可以經由計算機420操縱。計算機420上的用戶界面可以使得操作者能夠經由計算機420和控制器410控制濺鍍過程。在計算機420上和/或在控制器410上的自動化軟件可以自動化該濺鍍過程。例如可能的是，通過軟件自動控制端塊120在第二方向上的速度和圓柱形靶160上的功率，以獲得由操作者指定的涂層性質(例如厚度)的均勻性。作為示例，在本發明的實施例中，計算機420上的軟件使得操作者能夠指定堆積層，每層具有優選的性質分布，例如優選的厚度。基于這些指定值，計算機上的軟件確定用于控制濺鍍裝置100的最佳參數(例如，用于控制第一、第二、第三和第四驅動器件的參數，用于控制靶上的電功率的參數)。

在本發明的實施例中，可以通過測量所提供的涂層的一種性質或多種性質來閉合用于控制濺鍍涂層的控制回路。該性質可以耦合回來以便閉合該控制回路。一種可以測量的可能性質是涂層的厚度，另一種性質可以是涂層的電阻率，也可以考慮光學性質。這些性質可以在基底或基底陣列上的幾個位置上測量，并且它們可以在第一方向以及在第二方向上測量。基于測量結果，以及確定的與期望值的偏差，可以生成控制信號以適應濺鍍過程的參數，例如第一、第二、第三和第四驅動器件的驅動參數，在靶上提供的電功率，氣流，等等。

雖然現有技術的批量涂布機具有用待涂覆的樣品覆蓋的圓鼓，如圖18(a)所示，但是本發明的實施例允許使用具有另一種橫截面形狀例如但不限于如圖18(b)和圖18(c)所示的三角形形狀的鼓。根據本發明的實施例，由端塊120保持的至少一個靶160可以沿橫向于涂布機鼓上的一個或多個基底的第二方向驅動，如圖18(b)所示。然而，考慮到鼓的三角形形狀，在鼓旋轉期間，對于鼓的不同角位置，靶與基底距離的將不同。根據本發明的實施例，在鼓旋轉期間，保持靶的端塊可以在橫向于基底的第二方向上移動，同時端塊和/或靶內的磁性裝置可以通過第四驅動器件來旋轉，使得軌道相對于基底處于受控的角度之下。

在第二方面，本發明的實施例涉及一種用于在真空室中濺鍍大面積表面的方法，所述大面積表面具有在長度方向上的長度和在寬度方向上的寬度，例如大面積基底或在一起形成大面積表面的較小基底的陣列。該方法包括使圓柱形靶圍繞其沿第一方向定向的縱向軸線旋轉的步驟。在本發明的實施例中，第一方向與基底平行。同時，圓柱形靶在第二方向上移動，從而在沿著第二方向的運動軌跡的至少相當大的部分期間保持該靶的軸線平行。在第二方向上的移動使得沿著基底上的曲線沉積在基底上的鍍層的鍍層性質偏差小于預定的鍍層性質偏差容限，所述基底上的曲線在靶和基底之間相對運動的情況下由靶的濺鍍位置在基底上的投影所限定。在本發明的實施例中，第二方向可以沿著基底的長度方向。第二方向可以具有沿著第一方向的分量。在本發明的替代實施例(或其組合)中，第二方向可具有橫向于基底表面或橫向于基底運動方向的分量。第二方向可以但不必須垂直于第一方向。第二方向可以被限定在運動平面中，例如(但不限于此)水平平面中。基底的長度方向可以被限定為這樣的方向，該方向沿著基底的一個維度，其由平行于由第二驅動器件施加的運動限定的運動平面的相交平面的相交來限定。圓柱形靶在第二方向上的平移運動使得靶的縱向軸線不改變方向，亦即沿著第二方向上的運動軌跡的至少相當大的部分在第二方向上的不同位置處保持與其自身平行。

在本發明的實施例中，該方法還包括單個磁體結構的平移運動和/或磁棒圍繞靶的軸線的旋轉運動，或端塊相對于真空室的旋轉運動。各個磁體結構沿著定向在第一方向上的縱向磁體配置來定位。

在本發明的實施例中，該方法還包括使靶沿著第二方向的平移運動與磁體配置圍繞靶的軸線的平移或旋轉運動同步。該各運動的同步可以把基底的形狀考慮進去。

在本發明的實施例中，該方法應用于多個靶。圖4所示的本發明的實施例可以例如通過首先在沿著基底170的長度的第二方向上移動第一圓柱形靶160來實現。這可以進行一次或重復多次。接下來，第二圓柱形靶260可以在沿著由大基底170或較小基底的陣列組成的相同二維表面的長度的第二方向上移動。這也可以進行一次或重復多次。用不同靶160、260交替濺鍍的過程可以繼續，直到在二維表面例如基底170上的涂層已經達到期望的參數分布，例如期望的厚度和組成。使用本方法，可以借助于一個工藝步驟(即不破壞真空)來獲得多層堆積。無須替換某個圓柱形靶，也無須將二維表面例如基底170從一個濺鍍裝置移動到另一個濺鍍裝置。當在第二方向上移動圓柱形靶中的一個時，該圓柱形靶還圍繞其軸線旋轉。